Nanogeräte
|
Die Fachzeitschrift für Nickel und seine Anwendungen |
 |
|
'Imprint Patterning' ist ein neuartiges Prägeverfahren zur Herstellung von Leiterplatten aus Nickel. |
 |
|
Der Einsatz von Nickel anstelle von Silizium bei der Herstellung von ultrafeinen Mikrobauteilen hat viele
Vorteile. Nickel ist weniger spröde, flexibler und hat eine höhere elektrische Leitfähigkeit als
Silizium. |
 |
|
Durch den Einsatz von Nickel beim Elektroformen kann die Genauigkeit bei der Fertigung von Mikrobauteilen
wesentlich erhöht werden. |
|
Español |
Nickel beliebter Ersatz für Silizium.
Von Virginia Heffernan
Nickel Magazine, November 2004 -- Als kostengünstige Alternative zu Silizium dringt Nickel in Mikrostrukturanwendungen wie die Herstellung von hochdichten Leiterplatten vor.
Bislang wurden mikroelektromechanische Systeme (MEMS) unter Nutzung eines aus der Halbleiterindustrie geborgten Verfahrens aus Silizium gefertigt. Jetzt jedoch hat die britische Fa. Tecan, ein Hersteller von Präzisionsmetallteilen und -werkzeugen, eine spezielle Anlage in Betrieb gestellt, in der hochpräzise Mikro- und Makrobauteile mit ultrafeinen Eigenschaften unter Verwendung von Nickel und anderen Materialien mittels Electroforming gefertigt werden.
Besonders begeistert ist man im Unternehmen vom sogenannten 'Imprint Patterning’-Verfahren, einem in der Leiterplattenherstellung neuen Prägeprozess.
„Das neue Verfahren hat alle verrückt gemacht," sagt Noel Cherowbrier, Vice President für internationale Entwicklung bei Tecan Inc. „Kunden kommen auf uns zu und wollen für alle möglichen Anwendungen ein Prägewerkzeug von uns haben."
Basierend auf dem Mikroreplikationsverfahren zur Herstellung von CDs und reflektierenden Straßenschildern wird beim Imprint Patterning-Verfahren ein hochverdichteter Metallstempel bzw. eine‚ Druckfolie’ aus Nickel hergestellt. Mit einer herkömmlichen Laminierpresse lässt sich eine Abbildung des Stempels direkt auf das Substrat aufdrucken, wodurch Leiterbahnen und sogenannte Vias entstehen (kleine Löcher, durch die die Leitern auf unterschiedlichen Ebenen der Leiterplatte verbunden werden). Das Substrat kann danach für präzise Schaltkreise mit hoher Dichte metallisiert werden.
Das neue Präzisionsprägeverfahren ermöglicht die Fertigung hoher Stückzahlen. So können von einer perfekten Silizium-Vorlage unendlich viele Nachbildungen zu verhältnismäßig geringen Kosten angefertigt werden.
Das Imprint Patterning-Verfahren hat gegenüber der herkömmlichen High Density-Platinenherstellung mit Kopieren und Laserbohren mehrere Vorteile. Durch das polsterlose Verfahren können erhebliche Flächeneinsparungen realisiert werden. Darüber hinaus können in einem einzigen Vorgang über die ganze Fläche des Metallstempels komplette Vias angefertigt werden. Zudem lässt sich der Stempel auch wiederverwenden.
„Diese neue Technologie hat das Potential, die Fertigung von High Density- und Mikro-Via-Leiterplatten zu revolutionieren, da sie nicht nur schneller und kostengünstiger als die derzeitigen Verfahren ist, sondern auch feinere Zwischenräume und Vias ermöglicht", schreibt Cherowbrier in dem Artikel MEMs: A Nickel for Your Thoughts, der in der Zeitschrift Circuits Assembly erschien. „Dieser Prozess kommt ohne Bohren, Kopieren und Registrieren aus und die Zahl der Beschichtungsverfahren ist geringer."
Die Vorteile von Mikrostrukturen wie hochverdichteten Schaltkreisen aus Nickel anstelle von Silizium sind vielfältig. Nickel ist nicht nur preiswerter, sondern auch weniger spröde. Es ist biegsamer und besitzt eine höhere elektrische Leitfähigkeit als Silizium. Aufgrund seiner guten optischen Eigenschaften kann es leicht zu glatten Spiegeln verarbeitet werden, und eignet sich insbesondere für optische Anwendungen.
Komponentenhersteller, die Nickel verwenden, können mit größeren Substraten arbeiten als dies bei Silizium möglich ist, was die Fertigung großer Teile mit feinen Merkmalen oder einer Vielzahl von Bauteilen mit engen Toleranzen ermöglicht. Diese Bauteile lassen sich zudem schneller anfertigen, da sich nickelbasierende Produkte einfacher herstellen lassen als Siliziumprodukte.
„Silizium wird vorwiegend verwendet, weil es ein für Konstrukteure vertrautes Material ist und von vielen Lieferanten erhältlich ist", sagt Cherowbrier. „Doch ist es nicht unbedingt die beste Wahl, besonders nicht im Hinblick auf Preis, Anwendung und Einführungszeit für ein neues Produkt."
Derzeit wird die nickelbasierende Technologie zur Herstellung unterschiedlicher Produkte von Hörgeräten bis Mikrolinsen eingesetzt. Da sie sich sehr gut zur Anfertigung von Produkten in derart kleinem Maßstab eignet, sind dem zukünftigen Einsatz dieser Technologie praktisch keine Grenzen gesetzt.
Virginia Heffernan ist eine in Toronto ansässige freie Mitarbeiterin.
FOTOS: Tecan Inc.
 Noel Cherowbrier |
